高精度热电离质谱定年对石笋古温度研究的意义

用高精度、高灵敏度不平衡铀系热电离质谱(TIMS)法测定第四纪地质年龄,并已在古气候、古环境、古海洋、考古学以及近代活动火山作用的研究中取得了一系列重要成果.本文介绍目前国内外用TIMS对古气侯研究的一些成果和我们用MAT-262质谱仪对洞穴沉积物石笋的TIMS定年测试结果.     

贵州龙泉洞石笋在距今1600至250年间的古气候古环境重建

对贵州龙泉洞2号石笋进行了高分辨率的碳氧同位素分析和TIMS铀系测年,建立了从公元400-1750年间的δ18O和δ13C值的变化序列,重建了中国西南地区距今1 600年以来到距今250年之间的古气候和古环境演化.根据δ18O值,以1 600年为界,之前处于中世纪暖期,其后是小冰期事件.其间讨论了δ13C变化所指示的环境变化,并与其他研究成果进行对比分析.     

洞穴次生碳酸盐中“死碳”对14C法测年的影响

通过加速器质谱 C 法测年和不平衡铀系热电离质谱(TIMS)法测年结果的对比, 结合已发表的 1414C 法测年结果和对应的日历年代, 研究了特定的洞穴次生碳酸盐沉积中“死碳”混入比例及其对 C 14法测年的影响. 结果表明, 洞穴次生碳酸盐中“死碳”混入比例变化较大; “死碳”混入比例的不确定使得洞穴次生碳酸盐的 C 法测年结果具有较大的误差. 在对经过老灰岩地层形成的洞穴石笋样品进行 C 14 14或 AMS14C 法定年时, 要充分考虑“死碳”对年龄可靠性的影响.     

高精度热电离质谱(TIMS)铀系法对第四纪标样年龄测定的研究

全球变化研究已成为第四纪地质学中的热点,其中年代尺度的高灵敏度、高精度测量又成为迫切需要解决的课题之一.Edwards工作表明,用热电离质谱(TIMS)技术研究珊瑚的~(238)U-~(234)U-~(230)Th体系,可以得到高精度的年龄谱.例如, Vanuatu地区 TAN珊瑚的年龄值为(180± 5) a, CWS珊瑚为(845± 8)a, Hispaniola珊瑚为(8294± 44) a, Barbados地区珊瑚为(128.1± 1.7) ka.这些结果引起了年代学工作者的兴趣.与通常的 α谱仪法相比较,质谱铀系法有明显的优点:(ⅰ)样品用量少,千年以下样品约用3～5g,万年以上样品用几百毫克;(ⅱ)测试时间短,铀、钍测量分别为 3～ 4 h;(ⅲ)测年精度高,百年至千年之间精度为 1％～3％,万年至 20万年之间为< 1％;( ⅳ)测年范围宽,可以测试 500 ka年以来的样品. 本实验使用的铀系标样为GBW04412, GBW04413和RKM-4.前两个标样经过《国家铀系标样对比计划》(USIP)的研究.它们取自贵州犀牛洞的石笋.4412为文石,有明显的年轮结构.4413为 50％文石, 50％方解石,两者皆呈白色、纯净. RKM-4采自 Barbados Kendal山阶地,为群体珊瑚Acropora palmata,文石占 99％.此样品经过 USIP研究,有 α谱仪法确定的数据.1 分析方法     

贵州七星洞全新世石笋的氧同位素记录及其指示的季风气侯变化

对贵州七星洞的石笋进行了TIMS铀系测年和氧同位素组分分析，建立了最近7.7ka石笋δ^18O值的变化序列。重建了贵州地区7.7kaBP以来的季风气候变化：7.7-5.8kaBP，适宜期内的夏季风强盛期；5.8-3.8kaBP，夏季风的稳定减弱期；3.8-0.15kaBP，减弱的夏季风及 气候大幅波动期。并指出7.7kaBP以来石笋δ^18O值增加趋势既反映了北半球夏季太阳辐射减少引起的夏季风减弱，也反映了西南季风降雨对该地区的贡献相对减少，这与模拟结果所表明的西南季风强度变化相一致；δ^18O值大幅度的波动变化则可能表明与降雨量变化相联系的不同季风降水云团对该地区降雨贡献的剧烈变化。     

中华奇洞多

我国是洞穴最多的国家,中华奇洞也不少。这里介绍的是近几年发现的一些奇特洞穴。贵州是我国洞穴最多的地方。经中外洞穴考察队员探测,位于该省绥阳县的双河洞是我国最长的洞,洞长35.2公里。超过了第11届国际洞穴大会文集公布的中华第一长洞——湖北省利川县的腾龙洞(33.52公里)。洞中有3条地下河,还未探明其来龙去脉。此洞具有极高的旅游、科研价值。是贵州高原上继安顺龙宫、织金打鸡洞之后的又一奇洞——中华第一长洞。     

三峡兴隆洞出土12~15万年前的古人类化石和象牙刻划

在重庆市奉节县兴隆洞发掘出土早期智人牙齿、石器、有人工刻划痕迹的象牙和丰富的哺乳动物化石. 这些材料的种类、特点和埋藏状况说明该洞穴是一处远古人类的居住遗址. 通过出土动物群推断和铀系年代测定, 古人类在该洞穴的生存行为发生在中更新世晚期, 距今12~15万年前. 这是在三峡地区首次发现的早期智人化石. 出现在剑齿象门齿上的刻划纹成组分布, 组成简单而抽象的图案, 是目前所知最早的人类有意识的刻划作品, 对原始艺术的起源和东亚地区现代人类的起源、演化和行为方式的研究具有重要的学术意义.     

贵州4个洞穴滴水对大气降雨响应的动力学及其意义

在雨季, 采用NaCl示踪的方法, 对贵州珠江水系的4个岩溶洞穴(荔波凉风洞、都匀七星洞、安顺将军洞和镇宁犀牛洞)滴水点水的来源、滴水对大气降雨的响应尺度、水动力学过程等进行研究, 揭示出由于岩溶洞穴环境、水运移路径的联通性、水动力学过程等的不一致, 4个洞穴的不同滴水点滴水对大气降雨响应的时间尺度为0~40天. 根据水在洞穴顶板的运移特性、水的运行方式、水头类型等水文学特性的差异, 将这4个洞穴的滴水点划分成5种水动力学类型. 由于不同洞穴不同滴水点水-土、水-岩作用的时间尺度、作用方式、水运移路径等的差异, 影响到岩溶次生沉积物的物质来源及量度标准, 加之不同洞穴各滴水点水动力条件的极大差异, 岩溶次生沉积物过去环境变化指标的解译应该有洞穴滴水水动力条件的结果作为支撑. 根据目前对这4个洞穴众多滴水点滴水电导率的监测, 电导率与大气降雨量的一致变化, 意味着洞穴滴水形成的岩溶次生沉积物的元素含量具有记录岩溶环境过去变化的意义, 但应以多个点的研究结果来保证解译的正确性.     

洞穴次生沉积物石笋的稳定同位素古气候的研究

用稳定同位素地球化学古温度的方法,对洞穴次生沉积物石笋进行碳、氧稳定同位素的测定,并对石笋进行铀系地质年龄和~(14)C地质年龄测定,可以获得第四纪以来的古气候演化规律。     

滕冲地区年轻火山岩高精度热电离质谱(HP-TIMS)铀系法年龄研究

应用高精度热电离质谱 (HP TIMS)技术测定了腾冲打鹰山、黑空山和马鞍山第四纪火山岩2 3 0 Th 2 3 8U 2 3 2 Th体系的同位素组成 ,给出了2 3 8U 2 3 0 Th等时线 ,获得了腾冲火山区晚更新世以来 4次喷发年龄 :( 2 2 7± 2 0 ) ,( 79.6± 5 .5 ) ,( 2 1 .9± 3.0 ) ,( 7.5± 1 .0 )ka,年龄测试精度有明显提高 ,这证实了HP TIMS法测定年轻火山岩年龄的可靠性和准确性 .同时初步建立了我国测定年轻火山岩HP TIMS铀系法的实验流程 .